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変電所は、発電所で作られた電気を需要家に送電する際に欠かせない役目を持っています。変電所はこの記事では、変電所の役割と変電の仕組み、電磁波が与える影響についてを紹介していきます。

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変電所とは?変電所の地図記号・変電所の仕組み

変電所の定義・変電所の地図記号

変電所は、「電気設備に関する技術基準を定める省令」によると、変電所は以下のように定義されています。

?「構外から伝送される電気を構内に施設した変圧器、回転交流機、整流器その他の電気機器器具により変成する所であって、変成した電気をさらに構外に伝送するものをいう

変電所地図記号

変成という意味は、形を変えて作ることを意味します。変電所においては、発電所から送られてきた電力を変電するということになります。変電所にはもちろん地図記号があります。変電所の地図記号は、この図のようになっています。変電所の地図記号は、大きく発電所などという分類をされています。

変電所・発電所の地図記号は、管理施設などの建物に表示されることがあります。ちなみに、変電所の地図記号の由来は発電機を歯車と電気回路を表しているようです。

変電所の仕組み・変電の仕組み

発電所で作られる電気は、27万V~50万Vと、超高圧の電圧で送られてきます。当然そのままの電圧で使用することは不可能です。このような高い電圧にしているのは、発電所からの電気は熱などのエネルギーに変わって消失してしまうことを防ぐためです。つまり、発電所から需要家までの距離があるので、送電ロスを防ぐために高い電圧にしているのです。

しかし、この高すぎる電圧を一般家庭で使用することはできません。そこで、発電所と需要家の間に変電所を設置して、徐々に電圧を下げていっているのです。この発電所と変電所の電気の通り道を送電線といいます。

変電所の変圧器

変電所には、変電を行うための変圧器が内包されています。この変圧器を用いて発電所からの電力を変電します。変電所にある変圧器は、「66kVから22kV、22Vから6.6V」などのように適切な電圧に変成することがその主な役割です。変圧器は電圧を昇圧もしくは降圧することが可能で、適切な電圧に変成することが可能です。

変圧器の一次コイルに交流電流を流すと、鉄心に磁界が発生します。二次コイルはその磁界の影響を受けて電磁誘導の法則によって二次コイルに新しい電圧=誘導起電力が発生します。例えば、一次コイルの巻き数を100、二次コイルの巻き数を10とすると、巻き数比率は10:1となります。一次コイルに仮に1000Vの電流が流れると、二次コイル側では100Vの電流が取り出すことができるということになります。この仕組みが変圧器で電力を変成できる仕組みとなっており、この変圧器を内包しているのが変電所です。

変圧器の仕組み

変電所の変圧器の仕組みは鉄心に電線をまくことで変電の比率を変えています。実際の変電所では、巨大な電圧器が内蔵されていますが、基本的な仕組みは変わりません。

変電所とは?変電所の役割

発電所で発電した電力は、効率的に需要家である工場や一般家庭に送り届けられる必要性があります。それゆえに送電線には送電損失が少ないとされる特別高圧のものが採用されています。また、配電線では需要家の安全確保のために低い電圧が採用されています。変電所は、発電所と需要家を結びつける施設であって、電圧の変成などの重要な役割を持っています。まずは、変電所の主な役割についてを見ていきましょう。

変電所の役割は様々ある:電圧変成・電圧調整・調相・潮流調整・系統保護など

変電所の役割は、先に見た発電所からの高電圧を変成するだけではありませんが、変電所の重要な役割は、発電所で発電した電力を効率的かつ安全に需要家に送り届けることです。具体的な変電所の役割として、「電圧変成」「電圧調整」「調相」「潮流調整」「系統保護」があります。それぞれにういてみていきます。

電圧変成|変電所の役割

こちらの変電所の役割は先に見たような役割です。変圧器を使用し、電圧を昇圧もしくは高圧して、適切な電圧に変成するという役割です。

電圧調整|変電所の役割

送配電系統において、負荷による電圧降下を補償するために、負荷をかけたままで電圧を調整することがあります。負荷というのは、電気や機械のエネルギーを発生・変換する装置に対し、そのエネルギーを消費するもののことを指します。変電所には、負荷時タップ切り替え変圧器によって、電圧が一定になるように調整するという役目もあります。

調相|変電所の役割

系統が重負荷時には電力用コンデンサを、軽負荷時には分路リアクトルを投入することで、無効電流の調整を行うことができるのです。電力用コンデンサというのは、送配電系統の負荷と並列して力率改善の目的で使用されることがあるコンデンサです。分路リアクトルというのは、系統に並列接続し、進相向こう電力を補償することで電圧上昇を抑えます。これらを用いて無効電力の調整=調相を行うのも変電所の役割の一つです。

潮流調整|変電所の役割

送変電設備の過負荷運転を避けるために、開閉装置によって系統切り替えを適切に行って、電力量龍の調整を図ることも変電所の役割の一つです。電力潮流というのは、電力系統内の有効電力・無効電力の流れの総称のことを指します。

系統保護|変電所の役割

送配電線に事故が発生したときは、遮断器によって早期に事故回線を切り離し、事故が波及しないような運用を行っています。変電所には送電の安定性を確保する役目があります。

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変電所の設備・機器構成

変電所の仕組みや役割について紹介してきましたが、次に変電所の設備構成についてを見ていきます。変電所の設備構成は大きく、一次側設備と二次側設備に分類することができます。東京電力の変電所の設備構成がわかり安いので、以下に引用します。

変電所の設備・機器の構成

変電所設備

変電所設備(出典:東京電力HP)

断路器|変電所の設備

断路器は、機器の点検・修理のために機器を電気的に切り離すものです。

遮断器|変電所の設備

遮断器は、電気回路の投入・遮断を行う危機で、事故時は対象回路を緊急に遮断器で切り離すことが可能です。

母線|変電所の設備

上図には示していませんが、母線は、導体・がいし・架線金物などから構成されています。母線は変電所のメイン回路となっており、主要機器付属機器は母線を中心に接続されています。母線の結線方式は単母線や二重母線があります。

変圧器|変電所の設備

変圧器は、先ほど紹介したように、電圧を昇圧したり、降圧したりする変電所の主要機器です。

調相装置|変電所の設備

調相装置は、電力コンデンサ・分路リアクトル、同期調相機です。調相装置は、無効電力を調整するための機器です。

計器用変成器|変電所の設備

計器用変声期は、高圧の電流・電圧を、計器や継電器に使用する低い電圧・電流に変成する機器のことを指します。計器用変圧器には、いくつか種類があります。巻線形(PT)、コンデンサ形(PD)があり、計器用変流器には、変流器(CT)がありまうs。計器用変成器は、大電流・高電圧を小電流・低電圧に変換する役割を持っています。

避雷器|変電所の設備

避雷器は、雷サージなどの以上電圧から変電shの機器保護するための設備です。

変電所の近くに住むことは悪影響⁉電磁波は影響するの?

引っ越しの際になど住居が変わるさいに、近隣に変電所があると、少し体に影響がありそうなので、心配だということはあるかと思われます。それを想定してか、変電所の近隣の地価が相場の1割~2割近く低くなるということがあるようです。では、変電所の近くに住むと体などに電磁波が発生し、どのような影響があるのでしょうか。

通常の変電所の電磁波が身体に影響を与えることはまずない。

電磁波が身体に影響があるのかどうかという議論はたまに行われます。これがヨーロッパだと変電所、高圧送電線が住宅にないような規制がなされていますが、日本では住宅街にも高圧送電線が張り巡らされています。ただ、日本では無規制に高圧送電線が張り巡らされているわけではありません。「3キロボルト/メートル(kV/m)以下になるように施設しなければならない」と法律で定められています。 ただ、この規制は健康被害を防止するための目的ではなく、高圧送電線の下を人が通る際に不快な電界を感じない程度の規定となっています。

そのようなことなどから変電所の近くに住むと電磁波で健康被害が発生するのではという不安を持つような方がいらっしゃいます。政府や電力会社でのこの点についての解答は「電磁波は健康に影響を与えない」というのが公式の見解です。とはいえ、日常生活でスマホを使用する際など、常に電磁波には触れていますが、短期的には日常生活の数百倍の電磁界を浴びると、筋肉活動障害などの健康被害が発生してしまうことがあります。通常の変電所の磁界はそのようなことはありえないので、健康被害はなさそうです。

また、「平均で0.4マイクロテスラ(μT)以上の磁界を浴び続けると、小児白血病の発生率が2倍に増加する」との研究があるようですが、生物学的なメカニズムなどの根拠は示されていないようです。変電所の電磁波についてより詳しい研究や報告書については電磁界情報センターで確認することができます。

変電所の求人情報をまとめてみた!

では、実際にどのような求人情報があるのでしょうか。

(例)株式会社関電工

仕事内容 再生可能エネルギー設備や需要設備の特高・高圧受変電設備の新設、更新に関する計画・設計・積算業務
年収 400〜800万円
場所 東京都港区
就業時間 8:30~17:30(休憩60分)、フレックスタイム制
休日 週休2日制(土、日、祝日)、年間休日128日
諸手当 役職・役付手当、家族手当、時間外手当、資格取得祝金
福利厚生 財形貯蓄 ・従業員持株会 ・独身寮 ・社宅・保養所 ・契約ホテル ・契約スポーツクラブ
社会保険 完備

ワークライフバランス、条件共に好求人です。

変電所は扱う電気の量も大きいため、その分高い能力が求められます。

より詳しい求人情報は以下をチェック!

まとめ

以上のように、変電所の仕組み、変電所の設備、変電所が発生する電磁波の健康への影響などについてを紹介してきました。変電所は電力需給において欠かすことができない重要な役割を持っています。第三種電気主任技術者試験(電験3種)でも出題されることがあるので、変電所の役割と変電所の設備などは抑えておく必要があるでしょう。

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